Bagaimana cara menghapus struktur pendukung internal dalam pasca{0}}pemrosesan?

一, Meningkatkan desain struktur pendukung: beralih dari "penghapusan pasif" menjadi "pencegahan aktif"
1. Cara cerdas untuk merencanakan tata letak dukungan
Desain kisi atau kolom biasa terjadi pada sistem pendukung tradisional, meskipun dapat meninggalkan residu bubuk dan merusak permukaan. Desain modern membantu mengoptimalkan tata letak dengan algoritma perangkat lunak, seperti:
Dukungan diagonal: Dukungan diagonal 45 derajat digunakan untuk menghubungkan komponen dan platform pencetakan dalam konstruksi rumit seperti saluran pipa. Hal ini mengurangi jumlah titik kontak dan membuat-pemrosesan lebih mudah.
Desain titik patahan: Menambahkan fitur berbentuk jam pasir atau gigi-pada sambungan antara penyangga dan bagian untuk menciptakan "patah yang dapat dikontrol" melalui-titik lemah yang telah ditentukan sebelumnya. Hal ini menghentikan depresi permukaan yang dapat terjadi dengan pemotongan biasa.
Dukungan untuk regionalisasi: Menggunakan perangkat lunak untuk memperbesar area dukungan yang diproyeksikan dan memfokuskannya pada wilayah yang kurang penting (seperti bidang, bukan permukaan), yang mengurangi pengaruh pada permukaan fungsional.
2. Strategi pembedaan bahan
Teknologi penghilangan elektrokimia yang disarankan oleh Arizona State University mencapai "-penghilangan non-destruktif" dengan secara selektif menimbulkan korosi pada material pendukung (seperti baja karbon) sekaligus menjaga bagian utama komponen (seperti baja tahan karat). Teknologi ini harus memenuhi kriteria sebagai berikut:
Perbedaan potensial elektrokimia antara bahan pendukung dan bahan komponen harus lebih besar dari 0,2V. Larutan elektrolit harus memiliki selektivitas yang tinggi (misalnya, laju korosi baja karbon dalam sistem asam nitrat+oksigen harus lebih dari 100 kali lipat dari baja tahan karat). Waktu reaksi harus dikontrol untuk mencegah terlalu banyak korosi.
2, Cara lama untuk menyingkirkan sesuatu adalah dengan menemukan keseimbangan antara pemrosesan mekanis dan perlakuan kimia.
1. Teknologi untuk menghilangkan sesuatu secara mekanis
Perkakas tangan seperti tang, gunting, dan kikir dapat digunakan dengan baik pada konstruksi sederhana, namun dapat mengikis permukaan komponen. Misalnya, saat melepas penyangga bilah mesin pesawat tertentu, sisa penyangga setebal 0,5 mm harus dipoles dengan tangan, yang dapat memakan waktu hingga empat jam untuk setiap bagiannya.
Gergaji pita dan pemotongan kawat: Pemotongan kawat pelepasan listrik (EDM) dapat memisahkan benda dengan akurasi yang sangat tinggi, namun memerlukan biaya yang besar. Kecepatan potong gergaji pita telah meningkat sebesar 30%, namun bidang bawah perlu dikerjakan lagi untuk memperbaikinya.
Perawatan menggunakan sandblasting: Menggunakan-partikel pasir aluminium oksida bertekanan tinggi untuk menghantam permukaan dapat menghilangkan residu penyangga dan lapisan oksida pada saat yang bersamaan, namun juga dapat menyembunyikan patahan seperti retakan mikro.
2. Teknologi korosi kimia
Larutan asam, seperti campuran asam fluorida dan asam nitrat, dapat mengikis penyangga paduan titanium. Namun suhu (kurang dari 40 derajat Celcius) dan waktu (kurang dari 15 menit) harus diatur dengan hati-hati, jika tidak permukaan komponen akan menjadi lebih kasar.
Larutan dengan basa: Larutan natrium hidroksida cocok untuk penyangga berbahan dasar aluminium-, namun larutan tersebut perlu dinetralkan setelahnya untuk menghentikan penggetasan hidrogen.
Pemolesan elektrokimia: Proses ini menghilangkan residu pendukung melalui pelarutan anodik dan membuat permukaan lebih halus (nilai Ra dapat diturunkan hingga kurang dari 0,2 μm), namun peralatannya agak mahal.
3, Fusion: Solusi Otomatis Menggunakan robot dan AI
1. Robot untuk membantu sistem
Solukon di Jerman membuat sistem SFM-AT800, yang menggunakan teknologi berikut untuk mengotomatiskan penghapusan:
Kontrol tautan multi-sumbu: Robot 6 sumbu memiliki kepala pemotong, penggiling sudut, dan peralatan lain yang memungkinkannya bekerja dengan sistem interior yang rumit.
Ubah masukan gaya:-Pemantauan gaya potong secara real-time (<5N) and automatic adjustment of feed speed to avoid damage to the part;
Modul untuk mendaur ulang bubuk: Penyedot debu bertekanan negatif terintegrasi yang mendaur ulang 98% barang yang diambilnya, sehingga mengurangi limbah.
2. Peningkatan proses yang didorong oleh AI-
Sistem Rivelin Robotics NetShape di Inggris menggunakan algoritma pembelajaran mesin:
Prediksi kerusakan: Gunakan data masa lalu untuk membangun model distribusi sisa sehingga Anda dapat merencanakan cara terbaik untuk menghilangkan kerusakan sebelumnya;
Adaptasi alat: Mengubah parameter pemotongan (kecepatan, laju pengumpanan) secara otomatis bergantung pada kekerasan material (misalnya, Inconel 718 vs. paduan aluminium);
Kontrol loop{0}}tertutup yang baik: Pemindaian 3D dapat memberi tahu Anda seberapa kasar suatu permukaan secara real-time, dan Anda dapat mengubah waktu pemolesan kapan saja.
4, Teknologi baru: dari produksi "penghapusan" hingga "tidak didukung".
1. Desain untuk optimasi topologi
Menggunakan perangkat lunak seperti Altair OptiStruct dapat membantu memperkuat struktur sekaligus mengurangi jumlah dukungan yang dibutuhkan. Pengoptimalan topologi, misalnya, mengurangi volume dukungan braket satelit tertentu sebesar 60% dan waktu yang dibutuhkan untuk memprosesnya sebesar-sepertiga dari ukuran aslinya.
2. Teknologi pendukung logam cair
ExOne di Amerika Serikat hadir dengan sistem pendukung timah cair yang mengisi wilayah yang sedang dicetak dengan logam cair. Setelah dicetak, dipanaskan hingga 232 derajat untuk melelehkan timah dan membiarkannya mengalir keluar, yang disebut "penghilangan bebas residu". Metode ini telah digunakan untuk membuat bagian-bagian pesawat berbahan paduan titanium, dan membuatnya sepuluh kali lebih mudah untuk melepas penyangga.
3. Mencetak dengan bantuan medan magnet
Teknologi bubuk magnetik yang dibuat oleh MIT menggunakan medan magnet luar untuk mengatur penyebaran bubuk logam non-magnetik, sehingga menciptakan struktur pendukung sementara di area yang ditangguhkan. Setelah mencetak, gunakan medan magnet terbalik untuk membantu bedak lepas secara otomatis. Ini bekerja dengan baik dengan bahan yang merespons magnet, termasuk paduan kromium kobalt.
5, Masalah dan Praktik Terbaik di Industri
1. Analisis terhadap kasus yang khas
Dalam industri dirgantara, GE Aviation telah memangkas waktu yang diperlukan untuk memproses nozel bahan bakar mesin LEAP dari 72 jam menjadi 8 jam dengan mengotomatiskan sistem. Hal ini telah meningkatkan kapasitas produksi tahunan sebesar 15 kali lipat.
Stryker menggunakan teknik penghilangan elektrokimia untuk mengolah cangkir asetabular, yang menurunkan tingkat dukungan sisa dari 3% menjadi 0,05%. Ini memenuhi standar ketat FDA untuk pelepasan ion logam.
2. Masalah utama
Keseimbangan biaya: Laba atas investasi peralatan otomatisasi dapat memakan waktu hingga 5 tahun, dan usaha kecil dan menengah-masih melakukan banyak pekerjaan dengan tangan.
Keterbatasan material: Teknologi elektrokimia hanya dapat digunakan dengan kombinasi material tertentu, dan harus lebih fleksibel;
Kontrol presisi: Sekalipun dukungan sistem internal yang rumit seperti saluran pendingin tidak lagi memungkinkan, intervensi fisik tetap diperlukan.